黄剑

《义务教育物理课程标准（2011年版）》提倡教学方式多样化，注重科学探究。科学探究是物理课教学的灵魂，是贯穿整个教学过程的一种思想，让学生经历科学探究过程，学习和掌握科学的研究方法，进而培养学生的创造性思维和分析解决问题的能力，也能感受到科学发现的艰辛，经历失败与错误。物理以感知为基础，从起始阶段就扎根于活生生的认识过程中。初中物理知识多数直接来源于生活，与生产、生活实际有紧密联系，让学生通过亲身体验去探究知识，这样的教学符合新课程理念。

人的认识发展总是由浅入深、由表及里，当学生的认识还停留在浅层、表面时，对自然界的认识是片面的，再加上生活经验和已有知识的干扰，形成错误的物理前概念且转化非常不易。错误的前概念如果得不到及时纠正，将影响对物理知识的同化和顺应，甚至歪曲新知识的意义，使学生形成错误的思维，造成物理学习的障碍。根据认知结构的迁移理论，科学探究過程能够构建“比较组织者”，通过科学探究过程让学生透过现象看本质，对自己原有认知加以补充和纠正，从中意识到自己原有认知的不足。在初中物理学习中，有相当一部分前概念的负迁移必须通过科学探究过程加以转化。

错误前概念：太阳通过树叶的缝隙形成的光斑形状随缝隙形状的不同而不同。转化策略：让学生用点燃的蜡烛、有小圆孔的硬纸板、光屏通过实验探究小孔成像现象，重点观察物体和像的形状；然后用方形、三角形、菱形小孔的硬纸板，探究小孔成像并重点观察物体和像的形状；最后加大孔的大小到桶口那么大，并在此过程中探究小孔成像情况并重点观察物体和像的大小。学生在自己经历的科学探究过程中消除了错误前概念，建立了科学概念：只要满足孔小的条件，像的形状与孔的形状无关。

感性认识是理性认识的基础，丰富感性认识是帮助学生理解知识的重要手段，而感性认识要在实践中获得，所以科学探究过程可以帮助学生用真实的探究结果否定原来错误的前概念。

错误前概念：自行车尾灯是人造光源。转化策略：让学生用两块平面镜呈90度放置，用点光源斜射一块平面镜并适当调整入射光线的方向，可观察到出射光线平行于入射光线射出。学生通过亲身体验就知道了自行车尾灯的工作原理：自行车在路面上行驶时，后面车的灯发出的光照到自行车尾灯上，由于尾灯的特殊构造能使反射光线平行于入射光线射出。学生用自己的双手、双眼去亲自经历，用自己的心灵去亲自感悟，错误的前概念就自然消失，科学概念也能正常建构了。

错误前概念：激光是复色光。转化策略：让学生依次做下面的探究实验并观察现象：（l）让一束太阳光照射到三棱镜上，在出射光线方向放一张白纸，在白纸上形成一条彩色的光带；（2）让激光（红光）照射到三棱镜上，在出射光线方向放一张白纸，在白纸上可观察到红光；（3）换成发绿光的激光笔做同样的实验，在白纸上可观察到绿光；（4）换成发蓝光的激光笔做同样的实验，在白纸上可观察到蓝光。学生通过实验探究自己的想法，既让学生“自己”信服地否定了自己的错误前概念，又对科学概念有了较为深刻的理解。

错误前概念：只要加热一定升温。转化策略：让学生用如图所示装置探究海波在加热过程中温度变化情况，待温度升至40℃左右开始，每隔大约1分钟记录一次温度，在海波完全熔化后再记录4-5次，把数据填人表格中，并根据记录的数据绘制海波熔化时温度随时间变化的图像；让学生经历三个过程：（l）在海波加热过程中观察温度变化情况；（2）分析海波加热过程中温度的变化情况；（3）绘制海波熔化时温度随时间变化情况的图像。通过实验学生放弃错误前概念，建立科学概念：物质在加热过程中不一定升温。通过学生直接体验，接受事实。

错误前概念：当物体受到挤压时，硬的物体不会发生形变。转化策略：用一个稍扁的玻璃瓶装满红色水，用插有细玻管的橡胶塞子塞紧瓶口，让学生用手挤压玻璃瓶并观察细玻管中红色液面的变化情况，从细玻管中液面的变化情况体会到硬的玻璃瓶在受到挤压时也会发生形变，像这样通过学生科学探究过程排除直观教学中的直觉思维对理性认识的干扰，颇具说服力。最后再向学生解释，由于硬物体的形变不明显，对我们研究的主要问题的影响极小，常常忽略不计，增强学生的辩证思维能力。

错误前概念：条形磁铁摔断成两半后，每半截都只有一个磁极。转化策略：在平时的教学中注意收集摔断的磁体以备需要时用，当学生知道磁体有南北两个磁极，由于受到正负电荷能够单独存在的影响，会认为磁极也能单独存在，让学生运用磁极间相互作用的规律探究已摔成半截的磁体两端，这样学生的心智结构会发生革命性变化，其错误前概念顺利向科学概念转化。

综上所述，错误前概念的负迁移影响不容忽视，设计合理的科学探究过程，使学生通过科学探究实验体会学习前后认识上的变化，激起学生对原有观念的质疑和反思，对转变和稳定学生的认知结构有促进作用，有利于推动科学概念的形成和完善。在初中物理教学中合理运用科学探究策略，针对学生的错误前概念设计有冲击力的实验，使学生放弃前概念从而建立科学概念的研究具有必要性和现实作用。